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时间:2020-03-26
《钟玉琢全套配套课件多媒体计算机技术基础及应用第3版 4.4.3.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、4.4.3算术编码一.算术编码基本原理:算术编码方法是将被编码的信息表示成实数0和1之间的一个间隔。信息越长编码表示它的间隙就越小,表示这一间隙所须二进位就越多,大概率符号出现的概率越大对应于区间愈宽,可用长度较短的码字表示;小概率符号出现概率越小层间愈窄,需要较长码字表示。图4.19算术编码区间分割图二.编码算法及举例实际问题是,只针对某个输入,“0”,“1”符号组合,求出其输出码字,也就是说求出这组符号将落入子区间的起点(头)和子区间的宽度,在这个范围内便可确定输出码字。编码时设置两个专用寄存器,A寄存器和C寄存器,这两个寄存器中的内容是存储符号“0”或“1”到来
2、之前子区间的状态参数。设C寄存器内的数值为子区间的起始位置,A寄存器内的数值为子区间的宽度,该宽度正好是已输入符号串的概率(初始化时C=0,A=1)。随被编码符号流“0”符号和“1”符号不断输入,C寄存器中的值和A寄存器中的值,按以下规律不断修正。当低概率符号LPS到来时(4.52)当高概率符号MPS到来时(4.53)C+A等于子区间的右端点,算术编码的结果落在子区间内。输入编码符号串中大概率的符号出现频率愈高,对应的子区间变宽,这时可用短的码字表示编码结果;相反,输入符号串中小概率的符号出现频率增加,相应的子区间变窄,落入该区间的编码结果,需要一个长的码字表示。初始
3、化时:C=0A=1当第一个符号“1”到来后:C=C+AQe=0.001A=Ape=0.111第二个符号“1”到来后C=C+AQe=0.001+(0.111)•(0.001=0.001111A=APe=(0.111)•(0.111)0为LPSQe=1/8=(0.001)b1为MPSPe=7/8=(0.111)b初始状态:C=0子区间起始位置A=1子区域宽度例:对11011111进行算术编码算术编码原理图三.解码算法及举例解码是编码的逆过程。在解码过程中同样设置两个寄存器C’和寄存器A。C’寄存器和A寄存器中的内容,要根据每次符号“1”或“0”按照以下公式修改。当C’落在
4、0~QeA子区间内,解码符号赋以“0”,这时(4.54)当C’落在QeA~A子区间内,解码符号赋以“1”,这时C'=C'-QeAA=A(1-Qe)(4.55)利用上述公式多次重复计算,求得与解码输入符号串所对应的解码输出。解码结果是由“0”、“1”构成的符号串。现在以上面编码结果“0101”为例,对它进行解码。设开始时,MPS对应“1”符号,LPS对应“0”符号,Qe=(0.001)b,A=1,C’=0.0101。首先将区间[0.1)分割成两个子区间,分割方法是让Qe靠近零的一侧,Pe靠近1的一侧,以QeA为分界,0~QeA构成一个子区间,QeA~A构成另一个子区间。
5、解码开始后,判C’=0.0101的值,落在哪个区间。当C’落在0~QeA子区间,解码符号赋以“0”,这时C'=C'A=QeA当C’落在QeA~A子区间,解码符号赋以“1”,这时C'=C'-QeAA=A(1-Qe)四.改进区间算法改进区间编码改进区间解码1改进区间编码图4.22改进区间算术编码2.改进区间解码图4.23改进区间算术解码算术编码的特点:(1).不需要码表;(2).当信源概率比较接近时,建议使用算术编码。(3).JPEG成员对多幅图进行算术编码效率可以提高5%。JPEG扩展系统用算术编码代替Huffman。
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